压入深度与膜厚对薄膜与基体复合硬度及弹性模量的影响

根据高华建的复合弹性模量模型，提出了用一个测点的载荷－位移曲线计算整个压入深度内薄膜和基合硬度分布的方法，探讨了压入深度与膜厚对硬度与弹性模量测量值的影响，指出可由膜－基复合能反推膜本身的性能。     

压入深度与膜厚对薄膜与基体复合硬度及弹性模量的影响

根据高华建的复合弹性模量模型，提出了用一个测点的载荷-位移曲线计算整个压入深度内薄膜和基体复合硬度分布的方法，探讨了压入深度与膜厚对硬度与弹性模量测量值的影响，指出可由膜-基复合性能反推膜本身的性能。     

鼓泡法测量高分子和金属薄膜弹性模量的方法探讨

在自制的鼓泡仪上对高分子薄膜和金属镍膜的弹性模量进行了测量,并研究了孔径对薄膜弹性模量测量的影响。结果表明,高分子薄膜的弹性模量为2.7±0.2GPa,孔径对薄膜弹性模量的测量没有影响;受仪器精度限制,该仪器目前尚难用于金属镍膜的弹性模量的精确测量。     

ZnO:Si透明导电薄膜厚度对其光电性能的影响

目的研究ZnO∶Si薄膜厚度对其生长速率、结晶度、光透率和电阻率的影响。方法用直流磁控溅射系统在玻璃基片上沉积不同的时间,获得5个厚度不同的ZnO∶Si薄膜样品,对比研究了其薄膜生长取向和结构特性、微观形貌、电学参数及透过率曲线。结果 5个ZnO∶Si薄膜样品都为多晶膜,具有单一的(002)衍射峰,沿垂直于基片的c轴方向择优生长。当薄膜厚度从207.6 nm增加到436.1 nm时,薄膜的晶粒尺寸增大,晶化程度提高,电阻率变小;膜厚增至497.8 nm时,薄膜的晶化程度反而降低,电阻率增加。在可见光范围内,5个薄膜样品的平均透过率都高于91.7%。结论膜厚对ZnO∶Si薄膜的电学性能有较大影响,对光学性能的影响则较小。     

锂离子电池Sn薄膜电极厚度对其电化学性能的影响

用电沉积方法在铜集流体上分别制备出不同厚度(2,0.5,0.25,0.12μm)的锡薄膜电极。用扫描电镜观察其表面形貌、以充放电实验比较其性能。结果表明,减小Sn薄膜厚度可改善电极的循环性能,但首次容量损失也增大。0.5μm厚的Sn薄膜具有最高的放电容量和较好的循环稳定性;其首次放电比容量为749mAh/g,40次循环时放电比容量仍保持578mAh/g。     

球头压痕确定薄膜模量的等效膜厚法

基于Hertz方程,修正了平头压痕薄膜系统的力学模型,建立了用于评估球头压痕确定薄膜弹性模量的等效膜厚法。采用有限元方法对模型进行计算分析,结果发现,当薄膜弹性模量大于基体时,计算误差小于Ranjana和William(RW)模型[1];当薄膜弹性模量小于基体时,对于较深的压痕计算得到的结果仍然和理论值相符,说明本模型可以用于比较深的压痕情况。另外,研究了薄膜屈服强度和球压头半径对计算结果的影响,结果显示,薄膜的压缩屈服强度越大,等效膜厚法得到的结果越准确;而在同一压痕深度下,较大的压头半径会带来较大的误差,当压痕深度较小时,薄膜的弹性模量受压头半径的影响较小。最后通过TiN/sapphire在球压头和三棱锥压头下的试验,验证了本方法。     

磁控溅射ZrN 薄膜厚度对其色度的影响

采用中频非平衡磁控溅射技术在镜面不锈钢板上制备了ZrN薄膜,通过改变镀膜时间控制ZrN薄膜的厚度。用色差仪测定了不同厚度ZrN薄膜的L*,a*和b*值,绘制出不同厚度ZrN薄膜的L*,a*和b*值的变化曲线图,得出膜层厚度对薄膜色度的影响规律:膜层厚度低于63.7nm时,随着膜层厚度的增加,L*和a*值无变化,b*值呈线性递增,且颜色逐渐趋于金黄色;膜层厚度高于63.7nm时,随着膜层厚度的增加,薄膜颜色坐标未有明显变化,颜色为稳定的金黄色。     

SiC薄膜对纳米结构Ti拉伸和摩擦性能的影响

考察了SiC薄膜对块体纳米结构钛力学和摩擦性能的影响。实验采用磁控溅射技术制备SiC薄膜（样品台不加温），使用划痕仪测量界面结合力，采用拉伸试验机测量拉伸性能，采用摩擦试验机测量摩擦性能（对摩件为Si3N4，干摩擦），采用SEM-EDAX观察分析微观组织。研究了薄膜（或涂层）对块体纳米材料力学性能的影响，并且获得了一种兼具高强度、良好塑性和良好摩擦学性能的纯钛金属材料。研究结果表明，SiC薄膜不仅不会降低纳米结构Ti的拉伸性能，而且能显著降低摩擦系数（从0．7到0.3），大大提升抗磨性能。     

搅拌摩擦焊焊接过程对材料弹性模量的影响

对5mm厚2A12铝舍金板进行了搅拌摩擦对焊试验,焊后加工成标准拉伸试样并进行了拉伸试验,结果表明:大部分焊接件的强度都能达到母材强度的90%以上,只有部分试件由于接头出现隧道型缺陷导致抗拉强度有所降低,但是也能够达到母材强度的75%以上.本文分析了焊接过程对焊接件弹性模量的影响,并建立了求解接头弹性模量的数学模型.根据模型求得的不同焊接参数下焊接区弹性模量与母材相比降低了12%-40%,这也就意味着焊接区抵抗变形的能力较母材有所下降.     

Thickness Dependent Physical Properties of Thermally Evaporated Nanocrystalline CdSe Thin Films

This paper presents a study on thickness dependent physical properties of cadmium selenide thin films. The films of thickness 445, 631 and 810 nm were deposited employing thermal evaporation technique on glass and ITO-coated glass substrates followed by thermal annealing in air atmosphere at 200 °C. These films were subjected to X-ray diffractometer, UV–Vis spectrophotometer, scanning electron microscopy(SEM) and electrometer for structural, optical,surface morphological and electrical analysis respectively. The structural analysis reveals that the films are nanocrystalline in nature with cubic phase and preferred orientation(111). The crystallographic parameters such as lattice constant, interplanar spacing, grain size, internal strain, dislocation density, number of crystallites per unit area and texture coefficient are calculated and discussed. The optical band gap is found in the range 1.75–1.92 e V and observed to increase with thickness.The SEM study shows that the annealed films are uniform, fully covered and well defined. The electrical analysis shows that the conductivity is varied with film thickness and found within the order of semiconductor behavior.     

力学探针及其在薄膜力学性能测量上的应用

力学探针是近年来发展的一种先进的微区力学性能测试方法。本文介绍了力学探讨的工作原理,以及采用力学探针技术准确测量薄膜力学性能的两步压入法,展示了这种测试技术在材料力学性能评价上的明显优势和发展潜力。     

具有TiN过渡层的BCN薄膜制备与力学性能

用电弧增强磁控溅射(AEMS)装置在高速钢(W18Cr4V)和Si(100)基体上制备了具有TiN过渡层的BCN薄膜,用X射线衍射(XRD)仪和傅里叶红外光谱(FTIR)分析了薄膜的微观结构,用划痕仪测试了薄膜的结合力,用显微硬度计和销盘式摩擦磨损实验仪测试了薄膜的硬度和摩擦学性能。结果表明:本实验条件下制备的具有Ti N过渡层的BCN薄膜的硬度为23 GPa,薄膜与GCr15钢球对磨的摩擦系数为0.3,具有TiN过渡层的BCN薄膜的结合力和摩擦学性能较BCN单层薄膜有明显提高。     

退火温度对钴铁氧体薄膜结构和性能的影响

采用溶胶-凝胶法结合匀胶旋涂工艺在复合基片(Pt/Ti/SiO2/Si)上制备了钴铁氧体(CoFe2O4)薄膜,利用XRD、SEM、VSM分析了薄膜的微结构以及磁性能,研究了不同退火温度对钴铁氧体薄膜的结构和磁性能的影响.结果表明,钴铁氧体在500℃时开始形成尖晶石相.随着退火温度的增高,钴铁氧体晶粒逐渐长大,饱和磁化...     

同质缓冲层厚度对磁控溅射法制备玻璃基AZO薄膜的结构与光电性能影响

室温下在玻璃基片上用射频磁控溅射法制备了不同厚度的ZnOAl(AZO)缓冲层,并在该同质缓冲层上溅射生长了AZO薄膜.用XRD测试了薄膜结构,用四探针法测量了薄膜方块电阻,用紫外-可见光谱仪测试了薄膜透过率,用双光束红外分光光度计测试了薄膜在中红外范围内的红外反射率.并比较并分析了引入同质缓冲层前后薄膜结构与性能的变化.结果表明,与没有缓冲层的样品相比较,适当厚度的同质缓冲层能降低AZO薄膜中的残余应力,使薄膜晶粒尺寸变大,降低AZO薄膜的方块电阻,使薄膜的紫外截止边发生蓝移,增加薄膜的红外反射率,并不明显影响薄膜的可见光透过率.     

Influence of Helium on Microstructure and Electrochemical Properties of LiFePO4 Thin Films Electrodes

提出利用氦渗透法优化LiFePO4材料的结晶生长过程,达到提高材料电化学性能的目的。采用磁控溅射法制备含氦LiFePO4薄膜电极,利用扫描电镜观察样品的微观形貌,发现样品表面与截面皆呈现多孔结构。用X射线衍射仪分析含氦LiFePO4薄膜电极的晶体结构。结果表明,氦渗入薄膜后显著增强了材料在29.81o的衍射峰强度,而此处正对应了锂离子在LiFePO4材料中的扩散路径（[010] 方向）。这表明含氦LiFePO4薄膜中存在有利于材料脱锂/嵌锂的结晶择优生长取向,会导致薄膜电极电化学性能的提高。     

基于等模量假设的软金属薄膜本征模量的纳米压入评定

对等离子法制备的400nm厚Cu膜-Si（100）基底系统（退火温度为300℃）进行了纳米压入实验，目的是寻找一种可靠的软金属薄膜本征模量的评定方法。研究结果表明：基于等模量假设的计算方法可以有效避免材料堆积行为和最小化基底效应对薄膜弹性模量评定的显著影响。结合使用连续刚度测试（CSM）技术，Oliver—Pharr分析法中材料蠕变及热漂移行为的误差影响因素也被消除。利用这种方法得到的Cu膜弹性模量为（92．2±1．8）GPa，和文献值符合较好。与通用的利用数学模型从复合模量中分离出薄膜模量的方法相比，这种方法更为准确和简便。     

Influence of Annealing Temperature on the Microstructure and Electrical Properties of Indium Tin Oxide Thin Films

Indium tin oxide(ITO) thin films were prepared on alumina ceramic substrates by radio frequency magnetron sputtering.The samples were subsequently annealed in air at temperatures ranging from 500 to 1,100 °C for 1 h.The influences of the annealing temperature on the microstructure and electrical properties of the ITO thin films were investigated,and the results indicate that the as-deposited ITO thin films are amorphous in nature.All samples were crystallized by annealing at 500 °C.As the annealing temperature increases,the predominant orientation shifts from(222)to(400).The carrier concentration decreases initially and then increases when the annealing temperature rises beyond1,000 °C.The resistivity of the ITO thin films increases smoothly as the annealing temperature increases to just below900 °C.Beyond 900 °C,however,the resistivity of the films increases sharply.The annealing temperature has a significant effect on the stability of the ITO/Pt thin film thermocouples(TFTCs).TFTCs annealed at 1,000 °C show improved hightemperature stability and Seebeck coefficients of up to 77.73 μV/°C.     

Temperature-Dependent Properties of Spray-Deposited ITO Thin Films

Sprayed indium tin oxide (ITO) thin films are synthesized by mixing adequate quantities of ethanolic solutions of indium trichloride and stannic chloride at different substrate temperatures. The pyrolytic decomposition temperature affects the properties and morphology of ITO samples. X-ray diffraction results showed that the films are polycrystalline with cubic structure and exhibit preferential orientation along (222) plane. The SEM and AFM studies indicated that the surface morphology of the samples increases with substrate temperature. The typical I₅₀₀ sample is composed of cubic grains and has carrier concentration of 3.26 × 10²⁰ cm^?3 and mobility of 9.77 cm²/V s. The electrical resistivity of ITO films decreased with increasing deposition temperature. The highest figure of merit of film is 4.4 × 10^?3 Ω^?1. Optical absorption studies reveal that films are highly transparent in the visible region and band gap increases with substrate temperature owing to Moss-Burstein effect.     

铝表面磁控溅射沉积不锈钢薄膜及其性能

在铝箔表面采用直流反应磁控溅射方法进行溅射试验,在铝箔表面沉积出不锈钢薄膜.采用磨损试验、盐雾试验、显微硬度试验和薄膜厚度测试等方法对试样进行检测,用扫描电镜和金相显微镜对试样表面形貌观察分析.试验结果表明,溅射功率选择在300 W时,在铝箔表面沉积不锈钢薄膜,铝箔表面耐磨性增大,硬度增大,沉积的不锈钢薄膜晶粒尺寸细小、均匀致密,表面呈金属光泽,薄膜与基体结合良好,并具有一定的耐蚀性能.